大亚湾与江门中微子实验

中微子物理是粒子物理中最活跃的分支之一,存在众多未解之谜,可能成为超出标准模型的新物理的突破口.本文总结了中微子物理的现状和主要的科学问题,着重介绍了我国正在进行的大亚湾中微子实验和建造中的江门中微子实验.通过研究反应堆中微子,2012年大亚湾实验发现新的中微子振荡,测得了中微子混合角13.本文介绍了大亚湾实验的物理背景和项目背景,简述了实验方法和设计思想,并描述了探测器设计和建造.许多新的想法和技术创新在探测器设计与建造中采用,使探测器相关的相对误差仅为0.2%.在未来几十年内,大亚湾将保持对这一基本参数的最高测量精度.江门中微子实验2008年提出建议,2013年正式启动.通过在53 km处探测反应堆中微子振荡,它将能确定中微子质量顺序,并精确测量3个中微子混合参数.采用一个设计能量精度为3%的2×104 t液体闪烁体探测器,江门实验在研究超新星中微子、太阳中微子、地球中微子、大气中微子、以及奇异现象寻找方面也极具吸引力.它将对多个物理目标进行国际领先水平的研究.文中我们介绍了实验设计和研发的进展.除了大亚湾和江门实验,我们也参与了无中微子双贝塔衰变实验EXO,设计了一个新式的加速器中微子束流线,进一步扩展了中微子研究.     

绝热近似下在物质中三代中微子振荡几率

应用微子振荡的基本理论，推导出绝热近似下在物质中三代中微子的质量平方矩阵Ｍ２ 的本征值，物质中的中微子混合矩阵，物质中的中微子振荡几率．并用真空中的中微子混合矩阵Ｕ为Ｕ＝ ｅｘｐ（ｉΨλ７）Γｅｘｐ（ｉφλ５）ｅｘｐ（ｉωλ２） 的情况为例，说明中微子物质中振荡几率的解法．     

中微子混合、振荡参数计算及物理机制分析

粒子物理的标准模型认定中微子静质量mv=0，超神冈实验指出mv≠0，据此用第一代中微子的质量mv,(即“反常质量”)，导出二、三两代中微子的“反常质量”mvμ，mvτ．进而求出中微子混合的重要参数：代际中微子质量平方差(m^2vi-m^2vj达量级之大(i≠j)，卡比玻角θc亦与夸克混合角相近，认为中微子应存在混合和振荡．并对混合和振荡的物理机制作了讨论．     

太阳中微子问题及其可能的解释

介绍了2个太阳中微子问题和解决太阳中微子问题的几种可能解释,并详细讨论了太阳中微子振荡方案.如果采用小混合角(SMA)方案,那么,这2种味的中微子的质量之差不超过2.323 78×10-3 eV;如果用真空振荡(VAC)方案,那么,这2种味的中微子的质量之差不超过8.944 2×10-6 eV.认为如果中微子是暗物质的候选者,且中微子的静止质量要大于1 eV,那么2种中微子质量之差至多为2.7×10-6 eV.     

缩热近似下在物质中三代中微子振荡几率

应用微子振荡的基本理论,推导出绝热近似下在物质中三代中微子的质量平方矩阵Ｍ＾２的本征值,物质中的中微子混合矩阵,物质中的中微子振荡几率。     

中微子振荡中的几何相位和CP违反

该文首先探讨了模型化的中微子在物质中振荡和混合的分析解,然后让中微子的CP违反相位旋转360°获得中微子振荡和混合的几何相位,发现几何相位随能量的振动具有非对称性几何结构.几何相位是描述中微子传播过程中内禀属性,故这种非对称结构起源于中微子振荡和混合的CP违反现象.因此,几何相位为中微子传播过程中的CP违反现象提供了线索.     

左右手对称模型中重中微子衰变

在左右手对称模型中,考虑重中微子质量少于左手规范玻色子W_L的质量,计算了重中微子的各类衰变,发现重中微子总衰变宽度按贡献可以分为左手部分为主、右手部分为主以及左右手部分可比拟3种情况.结果表明：当轻重中微子混合取最大值1,右手规范玻色子W_R取实验允许的最低质量时,重中微子总衰变宽度仍然远小于其质量.     

中微子的理论假设和实验验证

介绍了决定宇宙构成和演化的基本粒子———中微子的理论假设和实验验证,以及测定中微子静止质量的最新方法———中微子振荡.     

中微子研究回顾和一些进展

中微子振荡是存在有超出标准模型的新物理的第一个直接证据。本文回顾了中微子理论与实验研究的发展历程,重点介绍了中微子混合矩阵参数化的发展,进一步讨论了带电轻子的味破坏。     

大气中微子vμ振荡几率估算

据高能中微子的"长基线"实验计设参数,用数值实验常数相关联的唯象方法算出中微子质量数值,估算了中微子振荡几率,判断了μ中微子vμ与τ型中微子vτ最可能发生振荡.     

Neutrino mass hierarchy and lepton flavor mixing

In the standard model of particle physics there are three species of neutrinos whose masses were originally assumed to be zero. But the discovery of solar and atmospheric neutrino oscillations indicates that neutrinos are massive and lepton flavors are mixed. In this brief review we first give an overview of our current knowledge about the neutrino mass spectrum and lepton flavor mixing angles, and then comment on the seesaw mechanisms which allow us to understand the origin of tiny neutrino masses. We pay particular attention to the nearly tri-bi-maximal neutrino mixing pattern and the Friedberg-Lee symmetry to derive it. A relatively promising possibility of detecting hot and warm neutrino dark matter in the Universe will also be discussed.     

中微子静止质量测量新方法及讨论

选用母核和子核的自旋都不为零的原子核放置在超低温并外加强磁场条件下来实现原子核极化，由测量沿外磁场方向时光子的计数和沿外磁场相反方向时光子的计数来确定中微子的螺旋值，进而确定中微子是否有静止质量．在现有的实验条件和不考虑其它误差的情况下，中微子的静止质量不等于零．     

中微子佯谬解决及其对霍金实证论的支持

20世纪60年代后期,美国的戴维斯成功搜索到太阳中微子,但所得的数量只有标准太阳模型理论所预言的一半左右,由于弱电统一理论一直认为中微子的静止质量为零,这构成太阳中微子佯谬.然而,超级神冈探测器的实验显示:中微子的确发生了振荡,中微子拥有不为零质量,后续的Sudbury实验终于解决了中微子佯谬问题,引发了人们对弱电理论的质疑,思考其粒子物理学以及天体物理学意义,从而客观上支持了逻辑自洽的实证论.     

中微子获得质量和电荷的物理根源

解释了中微子获得质量和电荷的物理根源,它是中微子内部亚夸克动力学所导致的结构性效应,中微子点模型不能对此作出解释。     

在电弱能标范围内右手中微子质量模型的研究

粒子物理的标准模型并不是完美的，对大气中微子流和太阳中微子流的测量提供了中微子振荡的证据，证明中微子非简并的质量和混合．研究了Hung模型，并计算了muon衰变的振幅．     

自然界可能存在超光速粒子

实验发现中微子的质量平方是负值。根据这一事实,对比Dirac方程和虚质量的Dirac方程,提出了一个超光速中微子的量子方程。一个虚粒子可以看作是超光速粒子。这个方程的显著特征是,时空反演是对称性的,而空间反演对称性有最大的破坏。     

中微子振荡与太阳中微子问题

认为太阳中微子问题主要是标准太阳模型没有考虑 7Be( 3He,p) 9B核反应道的竞争 ,并且在计算 7Be中微子和 pep中微子时 ,并没有考虑到太阳电子温度与离子温度的差异 .如果考虑了这种差异 ,则太阳中微子问题可以得到很好地解决 ,而不需要修改太阳的其它重要参数